一种模拟混凝土实际泵送过程的流动特性测量装置的制作方法

本发明涉及流动性能参数检测技术领域，具体涉及。

背景技术：

当下，混凝土已经成为各类建筑的基本材料，普遍运用于国内外各种工程建设中。因此，在工程建设中混凝土性能参数的重要性不言而喻。以前混凝土的输送主要靠人工，目前混凝土最普遍的输送方式是采用泵送机械泵送，将混凝土泵送至施工现场预定位置，极大地提高了施工效率和人力成本。在泵送过程中，混凝土在泵送管中的流动性能对泵送作业效率有着决定性的影响，其中混凝土的粘度系数是最重要的流动性能参数。具有适当粘度系数的混凝土可以提高泵送效率，减少泵送所需的能源消耗，降低泵送机械的损耗。真实泵送过程中，由于工作情况的复杂性，泵送管中的混凝土会受到一定的压力，泵送管会有一定的振动，泵送管常与竖直面成一定倾角。当下市场上检测混凝土流动性能时没有考虑到泵送现场的复杂性，即没有考虑到压力、振动、倾斜的情况下混凝土流动特性的变化。

与市场上现有的流变仪相比，本发明是一种模拟混凝土实际泵送过程的流动特性测量装置，能模拟出实际复杂工况下泵送混凝土的状态，能检测一定压力、振动、倾斜的情况下的混凝土流动性能。

技术实现要素：

本发明采用的技术方案是：包括底座(1)、加压动力模块、倾斜振动模块、测量模块；

加压动力模块包括液压缸(2)、支柱(3)、环形底板(4)、液压缸活塞杆(5)、加压底板(6)、变径管(7)，液压缸(2)的一端通过螺栓固接于底座(1)上，支柱(3)为3个，均匀分布并固接在液压缸(2)的另一端，用来连接液压缸(2)和环形底板(4)，液压缸活塞杆(5)为液压缸(2)的执行杆，加压底板(6)与液压缸活塞杆(5)固连，变径管(7)通过螺栓固接在环形底板(4)上；

倾斜振动模块包括连杆(8)、偏心轴(9)、电机(10)；连杆(8)一端通过销与液压缸(2)缸体铰接座相连，另一端通过偏心轴(9)连接于电机(10)的输出轴上，电机(10)底部通过螺栓固接于底座上的导轨中；

测量模块包括压力传感器(11)、激光位移传感器(12)、数据采集设备(13)、计算机(14)，所述压力传感器(11)安装在加压底板(6)上表面，测量变径管内部混凝土压力，激光位移传感器(12)安装在环形底板(4)内环壁面上，测量活塞杆相对于变径管的位移变化，间接获得混凝土相对于变径管的速度，计算机(14)对于数据采集设备(13)采集到的数据信息进行统计分析得出测量结果。

上述的一种模拟混凝土实际泵送过程的流动特性测量装置，其特征在于：新拌混凝土装载在变径管内液压缸的加压底板上，在加压动力模块与倾斜振动模块作用下，混凝土处于一定倾斜、振动、压力的复合作用下，模拟实际泵送工况；工作过程中，液压缸的液压缸活塞杆推动混凝土向上运动，与变径管产生相对位移，通过激光位移传感器间接获得混凝土相对于变径管的相对运动速度，通过压力传感器同时测量混凝土的压力，采用计算机处理测量的速度和压力，以生成说明压力速度关系的图表，得到模拟实际泵送过程的混凝土流动特性参数。

上述的一种模拟混凝土实际泵送过程的流动特性测量装置，其特征在于：调节液压缸压力大小可以控制液压缸活塞杆行进速度，速度范围为0-1m/s。

上述的一种模拟混凝土实际泵送过程的流动特性测量装置，其特征在于：底座上有横向导轨，可横向移动电机，并通过螺钉对电机位置固定，调整液压缸的倾斜角度来模拟不同倾斜角度下的泵送情况，倾斜角度范围为0-180°。

上述的一种模拟混凝土实际泵送过程的流动特性测量装置，其特征在于：电机固定后，底座及电机、主体部分、连杆、偏心轴形成曲柄摇杆机构，通过电机转动使液压缸来回摆动，形成振动效果；偏心轴的偏心距范围为0.1-2mm，电机转速范围为600-1500rpm，可通过更换不同偏心距的偏心轴及改变电机转速来调整液压缸振动的振幅和频率，模拟不同振动下的泵送情况。

上述的一种模拟混凝土实际泵送过程的流动特性测量装置，其特征在于：变径管分为两段，对应的半径分别为r和r，其中小段半径r应大于1.5倍最大粗骨料的直径，设置变径管的不同半径比r/r以调节混凝土运动中的压力大小，模拟不同压力下的泵送情况，半径比r/r范围为1.2-3。

附图说明

附图1为本发明提出的一种模拟混凝土实际泵送过程的流动特性测量装置示意图

图中：1—底座，2—液压缸、3—支柱、4—环形底板、5—液压缸活塞杆、6—加压底板、7—变径管、8—连杆、9—偏心轴、10—电机、11—压力传感器、12—激光位移传感器、13—数据采集设备、14—计算机。

具体实施方式

如图1所示，本发明提出的一种模拟混凝土实际泵送过程的流动特性测量装置，包括底座(1)、加压动力模块、倾斜振动模块、测量模块；加压动力模块包括液压缸(2)、支柱(3)、环形底板(4)、液压缸活塞杆(5)、加压底板(6)、变径管(7)，液压缸(2)的一端通过螺栓固接于底座(1)上，支柱(3)为3个，均匀分布并固接在液压缸(2)的另一端，用来连接液压缸(2)和环形底板(4)，液压缸活塞杆(5)为液压缸(2)的执行杆，加压底板(6)与液压缸活塞杆(5)固连，变径管(7)通过螺栓固接在环形底板(4)上；倾斜振动模块包括连杆(8)、偏心轴(9)、电机(10)；连杆(8)一端通过销与液压缸(2)缸体铰接座相连，另一端通过偏心轴(9)连接于电机(10)的输出轴上，所述电机(10)底部通过螺栓固接于底座上的导轨中；测量模块包括压力传感器(11)、激光位移传感器(12)、数据采集设备(13)、计算机(14)，压力传感器(11)安装在加压底板(6)上表面，测量变径管内部混凝土压力，激光位移传感器(12)安装在环形底板(4)内环壁面上，测量活塞杆相对于变径管的位移变化，间接获得混凝土相对于变径管的速度，计算机(14)对于数据采集设备(13)采集到的数据信息进行统计分析得出测量结果。

本模拟混凝土实际泵送过程的流动特性测量装置的工作原理是：在底座导轨上横向移动电机调节主体部分与竖直平面成一定倾斜角度，固定电机。初始液压缸活塞杆处于较小行程处，将一定量的新拌混凝土从变径管上方通过导管导入变径管内并置于加压底板上，且混凝土上表面漫过变径管大小内径交接处，混凝土自然处于一定压力下。然后，启动电机，主体部分来回轻微摆动，形成一定振动效果。控制液压缸进出油，液压缸活塞杆带动变径管以预设的速度向上运动。工作过程中，液压缸的液压缸活塞杆推动混凝土向上运动，与变径管产生相对位移，通过激光位移传感器间接获得混凝土相对于变径管的相对运动速度，通过压力传感器同时测量混凝土的压力，采用计算机处理测量的速度和压力，以生成说明压力速度关系的图表，得到模拟实际泵送过程的混凝土流动特性参数。

技术特征：

1.一种模拟混凝土实际泵送过程的流动特性测量装置，其特征在于：包括底座(1)、加压动力模块、倾斜振动模块、测量模块；

所述加压动力模块包括液压缸(2)、支柱(3)、环形底板(4)、液压缸活塞杆(5)、加压底板(6)、变径管(7)，所述液压缸(2)的一端通过螺栓固接于底座(1)上，所述支柱(3)为3个，均匀分布并固接在液压缸(2)的另一端，用来连接液压缸(2)和所述环形底板(4)，所述液压缸活塞杆(5)为液压缸(2)的执行杆，所述加压底板(6)与液压缸活塞杆(5)固连，所述变径管(7)通过螺栓固接在环形底板(4)上；

所述倾斜振动模块包括连杆(8)、偏心轴(9)、电机(10)；所述连杆(8)一端通过销与液压缸(2)缸体铰接座相连，另一端通过偏心轴(9)连接于电机(10)的输出轴上，所述电机(10)底部通过螺栓固接于底座上的导轨中；

所述测量模块包括压力传感器(11)、激光位移传感器(12)、数据采集设备(13)、计算机(14)，所述压力传感器(11)安装在加压底板(6)上表面，测量变径管内部混凝土压力，激光位移传感器(12)安装在环形底板(4)内环壁面上，测量活塞杆相对于变径管的位移变化，间接获得混凝土相对于变径管的速度，计算机(14)对于数据采集设备(13)采集到的数据信息进行统计分析得出测量结果。

2.根据权利要求1所述的一种模拟混凝土实际泵送过程的流动特性测量装置，其特征在于：新拌混凝土装载在变径管内液压缸的加压底板上，在加压动力模块与倾斜振动模块作用下，混凝土处于一定倾斜、振动、压力复合作用下，模拟实际泵送工况；工作过程中，液压缸活塞杆推动混凝土向上运动，与变径管产生相对位移，通过激光位移传感器间接获得混凝土相对于变径管的相对运动速度，通过压力传感器同时测量混凝土的压力，采用计算机处理测量的速度和压力，以生成说明压力速度关系的图表，得到模拟实际泵送过程的混凝土流动特性参数。

3.根据权利要求1所述的一种模拟混凝土实际泵送过程的流动特性测量装置，其特征在于：调节液压缸压力大小可以控制液压缸活塞杆行进速度，速度范围为0-1m/s。

4.根据权利要求1所述的一种模拟混凝土实际泵送过程的流动特性测量装置，其特征在于：底座上有横向导轨，可横向移动电机，并通过螺钉对电机位置固定，调整液压缸的倾斜角度来模拟不同倾斜角度下的泵送情况，倾斜角度范围为0-180°。

5.根据权利要求1所述的一种模拟混凝土实际泵送过程的流动特性测量装置，其特征在于：电机固定后，底座及电机、主体部分、连杆、偏心轴形成曲柄摇杆机构，通过电机转动使液压缸来回摆动，形成振动效果；偏心轴的偏心距范围为0.1-2mm，电机转速范围为600-1500rpm，可通过更换不同偏心距的偏心轴及改变电机转速来调整液压缸振动的振幅和频率，模拟不同振动下的泵送情况。

6.根据权利要求1所述的一种模拟混凝土实际泵送过程的流动特性测量装置，其特征在于：变径管分为两段，对应的半径分别为r和r，其中小段半径r应大于1.5倍最大粗骨料的直径，设置变径管的不同半径比r/r以调节混凝土运动中的压力大小，模拟不同压力下的泵送情况，半径比r/r范围为1.2-3。

技术总结
本发明提供一种模拟混凝土实际泵送过程的流动特性测量装置，具体包括底座、加压动力模块、倾斜振动模块、测量模块。通过移动电机的位置可以改变流动特性测量装置的倾斜角度，模拟倾斜条件下的泵送情况；并采用偏心轴安装在电机上，实现该测量装置的高频摆动，模拟振动条件下的泵送情况；通过变径管给予混凝土施加一定的压力，模拟压力条件下的泵送情况；并采用激光位移传感器和压力传感力测量混凝土流动过程中的速度和压力等信息，采用计算机处理测量的速度和压力，生成压力速度关系图表，模拟实际泵送过程的混凝土流动特性参数。该方法能有效模拟实际泵送过程，并检测复杂条件下的新拌混凝土流动性能。

技术研发人员：姜胜强;万宏;曹国栋;童政钢;谭援强;吴益辉
受保护的技术使用者：湘潭大学
技术研发日：2020.07.15
技术公布日：2020.10.23